如图所示，一球形导体，带有电荷q，置于一任意形状的空腔导体中。当用导线将两者连接后，则与未连接前相比系统静电场能量将（　　）A. 增大B. 减小C. 不变D. 如何变化无法确定

考查要点：本题主要考查静电场能量与电容的关系，以及导体连接后电容变化对能量的影响。

解题核心思路：

1. 电场能量公式：静电场能量 $W = \frac{Q^2}{2C}$，其中 $C$ 为系统等效电容。
2. 连接前后的电容变化：当球形导体与空腔导体连接后，整体等效电容增大。
3. 能量比较：在总电荷 $Q$ 不变的情况下，电容 $C$ 增大，能量 $W$ 必然减小。

破题关键点：

• 电容与导体形状的关系：导体尺寸越大，电容越大。连接后系统等效为更大导体，电容增大。
• 能量与电容的反比关系：能量随电容增大而减小。

系统连接前：

• 球形导体带电荷 $q$，空腔导体感应电荷（内表面 $-q$，外表面 $+q$）。
• 系统等效电容为球形导体的孤立电容 $C_1 = 4\pi \varepsilon_0 r$（$r$ 为球半径）。
• 电场能量为 $W_1 = \frac{q^2}{2C_1}$。

系统连接后：

• 球形导体与空腔导体连为整体，总电荷仍为 $q$。
• 等效电容 $C_2$ 大于 $C_1$（因整体导体尺寸更大）。
• 电场能量为 $W_2 = \frac{q^2}{2C_2}$。

能量比较：
由于 $C_2 > C_1$，故 $W_2 < W_1$，即连接后系统静电场能量减小。